Search

Additional file 30: Table S1. List of DEGs involved in the important KEGG pathways under different treatments.

Received: February 3rd, 2023 ; Accepted: May 8th, 2023 ; Published: May 18th, 2023 ; Correspondence: jaan.kuht@emu.ee Maintaining and increasing the stock of soil organic carbon is of vital importance in maintaining the soil fertility. In present research the changes in the content of organic carbon (SOC) and total nitrogen (Ntot) in the soil are investigated. The data is collected from the long-term field experiment, which compares organic and conventional farming systems in a crop rotation (barley undersown with red clover, red clover, winter wheat, pea, potato) during 2014–2018. Based on the 5-year experiment, it was concluded that the cropping systems have a significant effect on the SOC content and a smaller effect on the Ntot content of the soil. The diversification of organic cropping systems with cover crops and composted cattle manure significantly increases the content of organic carbon in the soil. The results of the experiment indicate that the content of organic carbon was significantly lower (by 7.6–12.6%) in conventional systems, where pesticides had been applied and cover crops and manure had not been used, compared to the organic cropping systems. The correlations between the SOC contents of main crops and precrops were statistically more significant in organic farming system, compared to the conventional system. Highest SOC and Ntot values were observed in organic systems with cover crops and composted manure fertilization. Hence, it can be stated that in order to improve the soil fertility and fix more carbon and nitrogen, high amounts of organic material should be applied into the soil and the activity of soil microbes should be a priority. The organic cropping systems have more advantages for sustainable crop production.

Maaeluministeeriumi (edaspidi MeM) juhtimisel koostatakse Euroopa Liidu (edaspidi EL) ühise põllumajanduspoliitika strateegiakava aastateks 2023–2027 (edaspidi ÜPP strateegiakava). ÜPP strateegiakava koondab senised esimese samba (otsetoetused ja varasemad programmiti rakendatud turukorraldusmeetmed, nagu mesindusprogramm Euroopa Põllumajanduse Tagatisfondist, edaspidi EAGF) ja teise samba tegevused (nagu maaelu arengu investeeringu- ja arengutoetused Euroopa Maaelu Arengu Põllumajandusfondist, edaspidi EAFRD). Koostatava ÜPP strateegiakava aluseks on Euroopa Parlamendi ja nõukogu määrus3 (edaspidi ÜPP strateegiakava määrus). Määruses toodud peamised ÜPP eesmärgid on keskkonna- ja kliimameetmete asjus varasemast ambitsioonikamad, suunavad toetusi paremini ning tuginevad kindlamalt uuringute, innovatsiooni ja nõustamise vahelistele seostele. ÜPP tulemuslikkuse parandamiseks on ette nähtud uus ÜPP rakendamise mudel, et nihutada poliitika kese nõuetele vastavuse jälgimisest tulemuslikkuse jälgimisele ning suurema subsidiaarsuse abil tasakaalustada ELi ja liikmesriikide tasandite vahelist vastutust. Uue mudeli abil soovitakse edukamalt saavutada ELi eesmärgid, mis põhinevad strateegilisel kavandamisel, laialdastel poliitilistel sekkumistel ning ühtsetel tulemusnäitajatel, parandades seeläbi poliitikavaldkondade sidusust kogu tulevase ÜPP ulatuses ning ELi teiste eesmärkidega. Uuendatud ÜPP üldeesmärgid perioodil 2023‒2027 on järgmised. ● Tõhustada arukat, vastupidavat ja mitmekesist põllumajandussektorit, mis tagab toiduga kindlustatuse. ● Edendada keskkonnahoidu ja kliimameetmeid ning panustada liidu keskkonna- ja kliimaeesmärkidesse. ● Parandada maapiirkondade sotsiaal-majanduslikku olukorda. Üldeesmärkide saavutamiseks on püstitatud üheksa erieesmärki. ● Erieesmärk 1: toetada põllumajandustootja elujõulisust tagavat sissetulekut ja vastupanuvõimet kogu liidus, et tagada toiduga kindlustatus. ● Erieesmärk 2: suurendada konkurentsivõimet ja turule orienteeritust, pöörates erilist tähelepanu teadusuuringutele, tehnoloogiale ja digiüleminekule. ● Erieesmärk 3: parandada põllumajandustootjate positsiooni väärtusahelas. ● Erieesmärk 4: panustada kliimamuutuste leevendamisse ja nendega kohanemisse ning säästvasse energiasse. ● Erieesmärk 5: edendada säästvat arengut ja selliste loodusvarade tõhusat majandamist nagu vesi, muld ja õhk. 18 ● Erieesmärk 6: panustada elurikkuse kaitsesse, edendada ökosüsteemi teenuseid ning säilitada elupaiku ja maastikke. ● Erieesmärk 7: olla atraktiivne noorte põllumajandustootjate jaoks ja soodustada ettevõtluse arengut maapiirkondades. ● Erieesmärk 8: edendada tööhõivet, majanduskasvu, sotsiaalset kaasatust ja maapiirkondade arengut, sh biomajandust ja säästvat metsamajandust. ● Erieesmärk 9: parandada ELi põllumajanduse reageerimist ühiskonna nõudlusele toidu ja tervise vallas (hõlmab nii ohutut, toitvat ja säästvalt toodetud toitu, toidu raiskamise vähendamist kui ka loomade heaolu tagamist). Neile erieesmärkidele lisandub horisontaalse eesmärgina põllumajanduse ja maapiirkondade elu kaasajastamine, edendades ja jagades teadmisi, toetades innovatsiooni ja digiüleminekut ning ergutades nende kasutuselevõttu. Erieesmärke täites peavad liikmesriigid tagama ÜPP toetuste lihtsuse ja tulemuslikkuse. Erieesmärgid saavutab liikmesriik oma valitud sekkumiste kaudu. Peale ÜPP prioriteetide on ÜPP strateegiakava koostamise aluseks MeMi eestvedamisel valminud Põllumajanduse ja kalanduse valdkonna arengukava aastani 2030 (edaspidi PõKa 2030). PõKa 2030 eesmärk on aidata kaasa Eesti põllumajanduse, kalanduse, vesiviljeluse ja toidutööstuse arengule ning konkurentsivõime kasvule, toidujulgeolekule, maa- ja rannapiirkondade tasakaalustatud arengule, samuti taimede ja loomade heale tervisele, muldade seisundi paranemisele, toiduohutusele ning puhta keskkonna ja liigilise mitmekesisuse säilimisele. Metsandust puudutavas osas on ÜPP strateegiakava koostamise aluseks Keskkonnaministeeriumi eestvedamisel koostatav Eesti metsanduse arengukava aastani 2030 (edaspidi MAK2030) eelnõu. Peale eespool nimetatud strateegiliste dokumentide on ÜPP strateegiakaval seos EL-üleste strateegiatega ning Eesti muude asjakohaste strateegiatega, valdkondlike arengukavade ja programmidega, millega eelhindamisel arvestati. ÜPP strateegiakava koostamisse kaasati riigiasutuste ja valdkondlike huvigruppide esindajad 15 eri töörühma vormis, eesmärgiga luua selline strateegiline dokument, mis aitaks edendada põllumajandus- ja toidutootmise ning maapiirkondade kestlikku arengut. Lisaks töögruppidele moodustati 2019. a juunis Eesti ÜPP strateegiakava 2021–2027 ettevalmistav juhtkomisjon (edaspidi ÜPP juhtkomisjon), kelle ülesanne on kujundada Eesti seisukohad ÜPP maaelu arengu toetuste andmist korraldavate õigusaktide kohta ning koordineerida ÜPP strateegiakava koostamist, teha ettepanekuid ja kujundada seisukoht ÜPP strateegiakava kohta enne kava esitamist Vabariigi Valitsusele. Rööbiti ÜPP strateegiakava koostamisega viidi läbi ÜPP strateegiakava EAFRD vahenditest planeeritava rahastamisvahendi eelhindamine turutõrgete väljaselgitamiseks (uuring valmis aprillis 2020) ning käimas on ÜPP strateegiakava keskkonnamõju strateegiline hindamine (edaspidi KSH, millega alustati oktoobris 2019), mis võimaldavad ÜPP strateegiakava koostades arvesse võtta hindamisel leitut. Ühise põllumajanduspoliitika strateegiakava 2023‒2027 eelhinnati Maaeluministeeriumi tellimusel ja seda rahastatakse Eesti maaelu arengukava 2014‒2020 tehnilise abi vahenditest. Eelhindajaks oli Eesti Maaülikooli hindamis- ja valdkondlike ekspertide töörühm. Ühise põllumajanduspoliitika strateegiakava 2023‒2027 eelhinnati Maaeluministeeriumi tellimusel ja seda rahastatakse Eesti maaelu arengukava 2014‒2020 tehnilise abi vahenditest. Eelhindajaks oli Eesti Maaülikooli hindamis- ja valdkondlike ekspertide töörühm.

The influence of different cropping systems on the soil weed seed bank after the first crop rotation within a five-field crop rotation (barley undersown with red clover, red clover, winter wheat, pea, potato) in three organic (Org) and in two conventional (Conv) cropping systems was investigated. In organic systems Org I and Org II cover crops were incorporated as a source of nutrient inputs to the soil and in Org II composted cattle manure was also applied. The Org 0 acted as the organic control system without cover crops and manure. The two conventional cropping systems were treated with herbicides and fungicides and differed in fertilizer application (i.e. Conv I no fertilizer use (as control) and Conv II mineral fertilizer use). In general, the lowest number of annual weed seeds was found in system Conv I, the highest in Conv II. In organic systems with cover crops (Org I, II) there was a strong tendency for decreased weed seed numbers and increased biodiversity. The highest values of the Shannon-Wiener diversity index and Margalef richness index were in Org II system. In all systems the most abundant species in weed seed banks were Chenopodium album L. and Viola arvensis Murr.

Käesoleva uurimuse eesmärk oli selgitada kasvukoha mulla orgaanilise süsiniku (Corg) sisalduse, mikroobide aktiivsuse (FDA) ja üldlämmastiku (Nüld) sisalduse muutused talinisu kasvatamisel neljas eri viljelussüsteemis, mis erinesid üksteisest taimekaitse ja väetamise poolest.

Viie katseaasta (2012–2016) keskmised tulemused näitavad, et võrreldes tavasüsteemidega on maheviljelussüsteemidel eelised kestlikuks taimekasvatuseks. Viljelussüsteemi mitmekesistamine vahekultuuride ja lisaks veel kompostitud veisesõnnikuga, võimaldab oluliselt parandada mulla omadusi. Tõusis mulla mikroobide aktiivsus, mulla orgaanilise süsiniku ja üldlämmastiku sisaldus. Mulla mikroobide aktiivsuse ja üldlämmastiku sisalduse vahelised seosed aga vajavad jätkuvaid uuringuid.

Põllumajanduse ja kalanduse valdkonna arengukava aastani 2030 (PõKa 2030) eelhindamise viis Riigikantselei strateegiabüroo tellimusel läbi Eesti Maaülikool (EMÜ). Projekti algatas Maaeluministeerium (MeM) koostöös Keskkonnaministeeriumiga (KeM). Eelhindamise eesmärk on uurida süsteemselt püstitatud eesmärkide ja sekkumisloogika vastavust ning analüüsida tegevussuundade sotsiaalseid, demograafilisi, majanduslikke (sh põllumajandus, kalandus, vesiviljelus, toidutööstus), keskkonna-, regionaal- ning maaelu-, julgeoleku-, administratiiv- ja eelarvemõjusid. PõKa 2030 rakendamisega kaasnevate mõjude analüüsi koostamisel lähtuti Justiitsministeeriumi ja Riigikantselei koostatud mõjude hindamise metoodikast. Mõjude analüüsi kaasati lisaks eelhindamise projektimeeskonnale valdkondade eksperte. Eelhindamine viidi läbi perioodil 13. august 2018 kuni 30. september 2019. Eelhindamine teostati PõKa 2030 eelnõu versioonile seisuga 25. aprill 2019 ning viidi läbi PõKa 2030 eelnõuga samal üldistuse astmel. Eelhindamine ei hõlma kompleksselt arengukava keskkonnamõjude hindamist. Keskkonnamõjude strateegiline hindamine viidi läbi paralleelselt teise hindaja poolt. Põllumajanduse ja kalanduse valdkonna arengukava aastani 2030 (PõKa 2030) eelnõu mõjude eelhin-damine viidi läbi Riigikantselei strateegiabüroo tellimusel ja seda rahastati ühtekuuluvuspoliitika fon-dide 2014‒2020 rakenduskava prioriteetse suuna 12 „Haldusvõimekus“ meetmest 12.2 „Poliitikakujun-damise kvaliteedi arendamine“. Projekti algataja oli Maaeluministeerium koostöös Keskkonnaministee-riumiga. PõKa 2030 eelhindamise viis läbi Eesti Maaülikool koostöös valdkondlike ekspertidega.

The experiments were carried out in the Eerika test site of Rõhu experimental station of Institute of agricultural and environmental sciences, Estonian University of Life Sciences in 2012–2016. There were 5 succeeding crops in rotation: red clover, winter wheat, pea, potato and barley undersown with red clover. Four cropping systems were studied. The objective of present research was to investigate the effect of cropping systems on the yield components of potato and on the quality parameters of tubers. Another target was to study the effect of potato cropping systems on the soil nutrient content. The results of the 5 year study revealed that the cropping systems did not have any significant effect on the formation of potato yield components and the quality parameters of the tubers. It was concluded that soil nutrient content is of vital importance in potato cultivation because the crop harvest leaves the soil depleted of nutrients. By cultivating the potato in an organic field the soil potassium content was decreased by 15%. It was also observed that the content of magnesium was limited after potato harvest. In order to compensate for the nutrient deficiency winter cover crops with high K and Mg binding properties and deep root systems should be used according to the specific cultivation site.

Uurimistulemustest selgus, et punase ristiku allakülviga odra kasvatamine avaldas soodsat mõju mulla mikroorganismidele, suurendades mullaorganismide hüdrolüütilist aktiivsust. Mulla mikroobide hüdrolüütilise aktiivsuse (FDA) määramistulemused olid pärast punase ristiku allakülviga odra kasvatamist tavaviljeluse aladel 18,6% ja mahealadel 37,2% võrra suuremad võrreldes eelvilja (kartuli) alt vabanenud ala mullaga. Katseaastate keskmisena tõusis orgaanilise süsiniku (Corg %) sisaldus maheviljelusviisides 11,6% võrreldes tavaviljelusega. Pärast allakülviga odra kasvatamist võrreldes selle eelsega Corg sisalduses olulisi usaldusväärseid muutusi ei täheldatud. Enne allakülviga odra kasvatamist seos FDA ja Corg vahel sisuliselt puudus. Küll aga esines tugev korrelatiivne seos (r=0,55**) ristiku allakülviga odra järgse mulla orgaanilise süsiniku sisalduse ja mikroobse aktiivsuse vahel. Mulla huumusvaru muutused allakülviga odra kasvatamisel näitasid tavaviljelussüsteemides võrreldes kartulijärgse alaga enamasti kasvutendentsi, samas kui maheviljelusega aladel võis täheldada huumusvaru mõningast vähenemist.

Taimedele oluliste makrotoiteelementide (N, P, K) sisaldused mullas on 10 aasta jooksul nii mahe- kui ka tavasüsteemi kõigi variantide mullas vähenenud. Lämmastikukadu mullast oli mahesüsteemi variantidel väiksem kui tavasüsteemi variantidel, seega mulla lämmastikusisalduse järgi oli maheviljeluse süsteem mullaviljakust säästvam kui tavaviljeluse süsteem. Mulla fosforisisalduse taset hoidev oli mahesüsteemis väetamisvariant, kus kasvatati talviseid vahekultuure ja külvikorra jooksul väetati taimi kolm korda sõnnikuga ning tavasüsteemis maksimaalses koguses lämmastikku saav variant. Kaaliumisisaldus vähenes kõigi katses olnud variantide mullas. Et kaaliumisisaldus ei väheneks kriitilise piirini, peab mulda viidava kaaliumi kogust suurendama – mahesüsteemis on soovitav kasutada looduslikel mineraalidel põhinevaid mahepõllumajanduses lubatud väetisi ja tavasüsteemis suurendada näiteks kartulile antava K kogust. Võimalik on ka muuta külvikorras kasvatatavaid kultuure.